СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ДИВИНИЛА Российский патент 2013 года по МПК C07C1/20 C07C15/00 C07C11/167 B01J29/40 B01J21/04 B01J21/08 B01J21/10 B01J23/06 

Описание патента на изобретение RU2495017C1

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды.

Известен способ получения высокооктанового бензина и пропан-бутановой фракции из низкомолекулярных спиртов (метанола, этанола) в присутствии катализаторов на основе железоалюмосиликата типа МП с силикатным модулем SiO2/Аl2O3=20-160, SiO2/Fе2O3=30-5000 и модифицированные смесью модифицирующего компонента: смеси оксидов меди, цинка и олова в количестве 0,5-10,0 масс.%. Степень превращения спирта в жидкие углеводороды при температуре 375-400°C и скорости потока этанола 2 ч-1 составляет 77-85% при наличии рециркуляции газовых продуктов. Октановое число полученной жидкой фракции составляет 88-95% [Патент РФ №2330719, приоритет 09.01.2001].

Недостатками данного способа являются низкие значения выхода и селективности по ароматическим углеводородам.

Известен способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсии 96%-го этанола при 350-400°С, объемной скорости по жидкому сырью 1 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 [Glazneva, T.S. Acidic properties of fiberglass materials/ T.S. Glazneva, V.P. Shmachkova, E.A. Paukshtis // React. Kinet. Cata1. Lett. - 2007. - Vo1.92.-P.303-309].

Недостатками данного способа являются низкая селективность и производительность катализатора при небольшой длительности реакционного цикла, не превышающего 2 ч.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения жидких продуктов, используемых для получения моторного топлива с целью последующего гидрирования полученной фракции высокоароматических углеводородов на Re-, Pt-содержащих цеолитных катализаторах при температуре 350-400°С, объемной скорости по жидкому сырью 1-2 ч-1 и давлении 0,1 МПа [Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В., Французова Н.А., Талышинский P.M. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива. // Катализ в промышленности, 2010. - №5. - С.10-31].

Недостатками данного способа являются недостаточно высокий выход ароматических углеводородов в целом и низкая селективность по высокомолекулярным ароматическим углеводородам

Технический результат изобретения - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола, а именно, одновременное получение дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе.

Технический результат достигается тем, что каталитическую конверсию этанола или смеси этанол-бутанол (3:1) проводят при температуре 400-420°С, объемной скорости подачи низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующего состава:

ZnO - 1-2% масс.

γ-Аl2О3 - 6-7% масс.

К2O - 0,05-0,1% масс.

MgO - 2-3% масс.

SiO2 - 2-3% масс.

HZSM-5 - остальное, % масс.

Реакцию конверсии биоэтанола проводят в проточных адиабатических реакторах непрерывного действия.

Продукты конверсии биоэтанола гидрируют в реакторе автоклавного типа объемом 250 см3 при 250-300°С, 10 МПа.

Снижение температуры ведет к понижению выхода целевых продуктов и к повышению выхода диэтилового эфира и этилена. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газообразных парафинов (метан, этан) за счет реакции крекинга.

Повышение объемной скорости потока снижает выход углеводородов, уменьшение - снижает селективность.

Катализаторы готовили путем пропитки HZSM-5 цеолита ингредиентами для получения указанных компонентов в рамках приведенной рецептуры при их различном массовом соотношении. В качестве исходных ингредиентов для синтеза катализатора использовались нитраты цинка, алюминия, магния, калия, o-Si(C2H5)4. Цеолит HZSM-5 готовился исходя из натриевой формы ZSM-5 (ТУ 2163-006-07622236-2005) цеолита путем перевода его из натриевой формы в водородную. Декатионирование осуществлялось путем электродиализа из водного раствора, содержащего микропримесь хлорида аммония с концентрацией 0,2% в течение 30 мин при 20°С, ток 2 а, напряжение 12 в. Электродиализатор представлял собой ячейку, выполненную из оргстекла, разделенную брезентовой мембранной перегородкой, пропитанной растительным маслом. Электроды были выполнены из никеля (пространство католита) и углерода (пространство анолита). ZSM-5 размещался в процессе электродиализа в пространстве католита, где концентрировались активированные ионы аммония.

Пример 1. В качестве сырья используют 96%-ный этанол. Каталитическую конверсию этанола проводят при температуре 400-420°С, объемной скорости низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры:

ZnO - 1% масс.

γ-Аl2О3 - 6% масс.

К2О - 0,05% масс.

MgO - 2% масс.

SiO2 - 2 % масс.

HZSM-5 - остальное, % масс.

Пример 2. В качестве сырья используют 96%-ный этанол. Каталитическую конверсию этанола проводят при температуре 400-420°С, объемной скорости низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры:

ZnO - 2% масс.

γ-Al2O3 - 7% масс.

К2O - 0,1% масс.

MgO - 3% масс.

SiO2 - 3 % масс.

HZSM-5 - остальное, % масс.

Пример 3.

В качестве сырья используют смесь 96%-ного этанола (75%) и бутанола (25%). Каталитическую конверсию этанола проводят при температуре 400-420°С, объемной скорости низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры:

ZnO - 2% масс.

γ-Аl2О3 - 7% масс.

К2O - 0,1% масс.

MgO - 3% масс.

SiO2 - 3 % масс.

HZSM-5 - остальное, % масс.

Жидкие и газообразные продукты конверсии этанола анализировались на хроматографе «Кристаллюкс 4000М» хроматомасс-спектрометрией.

Выход ароматических углеводородов в жидкой фракции 56%, выход дивинила в газовой фазе 13,5%.

Использование нового цеолитсодержащего катализатора при конверсии этанола позволит одновременно получать дивинил и ароматические углеводороды, не увеличивая производственные затраты. Изобретение найдет применение в нефтехимической промышленности.

Похожие патенты RU2495017C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ДИВИНИЛА В ПРИСУТСТВИИ ИНИЦИАТОРА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА 2012
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
  • Французова Наталья Алексеевна
  • Третьяков Кирилл Валентинович
  • Ряховский Валерий Сергеевич
  • Забористов Валерий Николаевич
RU2509759C1
СПОСОБ ИНИЦИИРОВАННОГО НЕПРЕРЫВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ЭТАЛОНА 2013
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Французова Наталья Алексеевна
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
  • Талышинский Рашид Мусаевич
RU2540333C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ 2011
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Французова Наталья Алексеевна
  • Третьяков Кирилл Валентинович
RU2454388C1
КАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ КОНВЕРСИИ ЭТАНОЛА, МЕТАНОЛА ИЛИ ИХ СМЕСИ 2015
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
RU2594564C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИВИНИЛА (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Максимов Антон Львович
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
RU2459788C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОГО ТОПЛИВА ИЗ БИОЭТАНОЛА 2012
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Французова Наталья Алексеевна
  • Третьяков Кирилл Валентинович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
RU2510389C1
КАТАЛИЗАТОР ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАДИЕНОВ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАДИЕНОВ С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Максимов Антон Львович
  • Талышинский Рашид Мусаевич
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
  • Энзинкво Годвин Оньекачукву
RU2571831C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИВИНИЛА 2017
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Маганов Наиль Ульфатович
  • Максимов Антон Львович
  • Бабынин Александр Александрович
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Илолов Ахмадшо Мамадшоевич
RU2669561C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СПИРТОВ В ВЫСОКООКТАНОВЫЙ БЕНЗИН И ПРОПАН-БУТАНОВУЮ ФРАКЦИЮ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ КОНВЕРСИИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СПИРТОВ В ВЫСОКООКТАНОВЫЙ БЕНЗИН И ПРОПАН-БУТАНОВУЮ ФРАКЦИЮ 2007
  • Ерофеев Владимир Иванович
  • Третьяков Валентин Филиппович
  • Коваль Любовь Михайловна
  • Тихонова Наталья Васильевна
  • Лермонтов Анатолий Сергеевич
  • Бурдейная Татьяна Николаевна
RU2330719C1
Цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина (варианты) 2018
  • Терентьев Александр Иванович
  • Хлытин Александр Леонидович
  • Буймов Сергей Анатольевич
  • Струков Александр Владимирович
  • Восмериков Александр Владимирович
  • Восмерикова Людмила Николаевна
  • Коробицына Людмила Леонидовна
  • Юркин Николай Алексеевич
RU2672665C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ДИВИНИЛА

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды. Технический результат достигается тем, что каталитическую конверсию этанола или смеси этанол-бутанол (3:1) проводят при температуре 400-420°С, объемной скорости подачи низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующего состава:

Zn0 - 1-2% масс.

γ-Аl2О3 - 6-7% масс.

К2O - 0,05-0,1% масс.

MgO - 2-3% масс.

SiO2 - 2-3% масс.

HZSM-5 - остальное, % масс.

Реакцию конверсии биоэтанола проводят в проточных адиабатических реакторах непрерывного действия. Продукты конверсии биоэтанола гидрируют в реакторе автоклавного типа объемом 250 см3 при 250-300°С, 10 МПа. Технический результат - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола и одновременное получение дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе. 3 пр.

Формула изобретения RU 2 495 017 C1

Способ каталитической конверсии этанола или смеси этанол-бутанол (3:1) на цеолитсодержащем катализаторе при температуре 400-420°С, объемной скорости подачи низкомолекулярных спиртов по жидкому сырью 2 ч-1, отличающийся тем, что используют цеолитсодержащий катализатор состава, мас.%:
ZnO 1-2 γ-Аl2О3 6-7 K2O 0,05-0,1 MgO 2-3 SiO2 2-3 HZSM-5 остальное,


и одновременно получают дивинил в газовой фазе и ароматические углеводороды в жидкой фазе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2495017C1

Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Талышинский P.M., Французова Н.А., Третьяков К.В
Каталитические превращения биоэтанола: Обзор
- Вестник МИТХТ, 2010, т.5, №4
КАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНОВ ИЗ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА В ЕГО ПРИСУТСТВИИ 2006
  • Колесниченко Наталья Васильевна
  • Букина Зарета Муратовна
  • Яшина Ольга Владимировна
  • Завалишин Илья Николаевич
  • Маркова Наталья Анатольевна
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Лин Галина Ивановна
  • Розовский Александр Яковлевич
  • Китаев Леонид Евгеньевич
RU2323777C1
CN 101564696 А, 28.10.2009
US 4698452 A1, 06.10.1987
CN 101954291 A, 26.01.2011.

RU 2 495 017 C1

Авторы

Третьяков Валентин Филиппович

Талышинский Рашид Мусаевич

Французова Наталья Алексеевна

Третьяков Кирилл Валентинович

Илолов Ахмадшо Мамадшоевич

Даты

2013-10-10Публикация

2012-03-28Подача